京津冀地区人才-经济-生态系统耦合协调发展研究

以京津冀为例,构建京津冀地区人才-经济-生态系统耦合协调发展评价指标体系,利用耦合协调度模型,测算和分析了2012—2020年京津冀地区人才-经济-生态系统的耦合度和协调度,并利用Tobit回归模型对影响三系统耦合协调度的因素进行回归分析。研究结果表明:2012—2020年京津冀地区人才-经济-生态系统耦合协调水平呈上升趋势;从多系统对比的演变趋势看,北京始终处于综合发展最好水平,天津处于人才发展滞后状态,河北2012—2016年处于经济系统滞后状态,2017—2020年处于经济、人才系统滞后状态;从区域分布的演变特征看,北京始终处于耦合协调最好水平,天津其次,河北耦合协调发展缓慢。此外,经济发展水平、园林绿化水平、城市化水平、创新能力对三系统耦合协调度具有显著正向影响,而产业结构对三系统耦合协调度具有显著负向作用。

基于GIS的关中-天水经济区土地生态系统固碳释氧价值评价

气体调节服务功能是生态服务功能的重要的一部分,生态系统的固碳释氧功能,对于人类社会和整个动物界以及全球气候平衡,都具有重要意义。采用光合作用方程式,利用遥感估算模型,基于植被NPP(第一性生产力)物质量测算结果,测算关中-天水天经济区绿色植物固碳释氧物质量,以此为基础,分别采用造林成本法和工业制氧法测算其价值量,探讨关天经济区生态系统固碳释氧价值的时间变化、空间分布。结果表明:1)1998—2007年关天水经济区年固定CO2的价值量为226.35亿元/a。10a间2005年固定CO2的价值量最高,为301.73亿元/a,2002年最低,为159.06元/a。释放O2价值量取两种测评方法的平均值,年平均价值量为240.45亿元/a,比固定CO2的年均值多14.1亿元/a。2)从各土地利用类型来看,1998年和2007年平均固碳释氧价值排序为:林地>草地>耕地>其他类型。耕地向林地、草地转变时,平均固碳释氧价值分别增加了1614.29、1960.67元.hm-.2a-1,林地、草地向耕地转变时平均固碳释氧价值分别减少了1081.37、1706.60元.hm-.2a-1。3)从空间分布上来看,南部各县的单位面积固定CO2和释放O2价值普遍高于北部各县,总体上分布沿南部向北部逐渐降低。

长江流域水资源-经济-生态系统的耦合协调及影响因素研究

长江流域水资源、经济与生态之间协调发展有待提高,亟待探索水资源、经济与生态之间的协调关系及其影响因素,助力长江流域可持续发展。以2011—2020年长江干流10省市为研究对象,首先建立水资源-经济-生态(water-economy-ecology,WEE)系统耦合协调度模型;其次利用趋势面映射耦合协调度全域分布,并探究长江流域耦合协调度发展的局部特征;再利用空间自相关分析,解析耦合协调度全局和局部相关性;最后采用因子探测器,探究耦合协调度的影响因素。结果表明:长江流域水资源子系统、经济子系统、生态子系统两两之间的耦合协调度逐年上升,但上升趋势存在显著差异;WEE系统耦合协调度全域呈现“U”型变化的态势,局部表现为“中游<上游<下游”;WEE系统耦合协调度空间集聚水平不断提高,局部空间相关性逐年向好;WEE系统耦合协调度主要影响因素可概括为水资源开发利用、水资源条件、经济发展水平、城镇化水平、污染排放及治理。长江流域未来可依据耦合协调度分布及影响因素贡献率,改善地区相应影响因素的现状,拓宽长江流域各省市高质量发展空间。

京津冀地区水-经济-生态系统耦合协调发展模拟

针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题,构建水-经济-生态系统动力学模拟模型,设置开源节流、发展经济、保护环境等5种情景方案,预测京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统指标发展趋势,运用耦合协调度模型模拟京津冀地区2020—2035年不同情景下耦合协调发展趋势。结果表明:2020—2035年5种情景下北京、天津和河北水-经济-生态系统耦合协调度均呈上升趋势,其中延续现状型耦合协调度均最低,开源节流型、发展经济型和保护环境型次之,综合协调型均最高。说明在维持现状发展条件下,京津冀水-经济-生态系统耦合协调发展程度略有增加但变化较小,只有在节约用水和发展经济的同时充分考虑环境保护才能促进区域协调发展;2035年延续现状情景下北京、天津和河北耦合协调发展水平均属于中级耦合协调型,综合协调情景下北京和天津耦合协调发展属于良好耦合协调型,河北省经济发展相对滞后导致耦合协调发展缓慢,仍属于中级耦合协调型,未来应注重京津冀一体化发展。研究可为京津冀地区协调可持续发展提供参考依据。

关中-天水经济区农田生态系统服务价值评价

生态系统服务价值作为一种潜在的经济效益,常被人们忽略,造成经济价值在无形中大量损失,本研究目的在于定量分析生态系统的服务价值。在GIS和RS的支持下,根据生态系统服务评价理论,采用生态经济学方法,计算2007年关中-天水经济区范围内农田生态系统的生态服务价值量。关中-天水经济区农田生态系统的总价值量为2.392×1012元,其中负价值为2.457×1011元,正负价值比例达10.88∶1。咸阳市的农田生态系统服务价值贡献率最大,占46%,其次是渭南市,占20%;渭南市的生态负价值贡献率最大,其次是铜川市。总体上看,关中-天水经济区农田生态系统服务价值呈现一定的空间区域差异,表现为平原服务价值高,山地服务价值低。服务价值高低主要受地势、综合地理条件、农业种植技术及环境污染程度的影响。

关中-天水经济区农田生态系统涵养水源价值量时空变化

【目的】科学、准确地量化农田生态系统的涵养水源服务,有助于其更好地发挥调节水源、稳定水源供应的作用,以缓解水源短缺的危机.【方法】在3S技术支持下,采用土壤蓄水法估算了关中-天水经济区农田生态系统水源涵养量,并采用影子工程法、成本估算法等计算了其涵养水源的价值量.【结果和结论】关中-天水经济区农田生态系统涵养水源量及其价值在1980—2010年的30年间呈先减少后增加的总体变化趋势,其中,1980—2005年农田生态系统涵养水源总量从32.219亿m3·年-1减少至19.691亿m3·年-1,涵养水源总价值从21.587亿元·年-1减少至13.193亿元·年-1,年均减少1.56%;2005—2010年生态系统总涵养水源数量从19.691亿m3·年-1增加到31.638亿m3·年-1,总涵养水源价值从13.193亿元·年-1增加到32.219亿元·年-1,年均增长为7.42%.由于退耕还林还草政策的正向引导,在耕地面积日益减少的情况下,农田生态系统的涵养水源量及涵养水源价值量依然呈增长趋势,并具有一定的时空变化:在时间上表现为先减少后增加;在空间上表现为东南平原高,西北山地、丘陵低的变化趋势.

干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展综合评价

为了配合石羊河流域治理规划,确切分析绿洲农业区的可持续发展状况,本研究基于层次分析法基本原则,在征求专家意见的基础上构建了干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展评价指标体系,并通过评价模型构建对典型干旱绿洲农业区武威市1957—2008年的生态系统可持续发展进行评价研究。结果表明:(1)1957—2008年,研究区资源环境指数随时间变化呈波动下降趋势,而经济发展和社会人文指数随时间均呈波动增长的趋势;(2)武威地区可持续发展综合指数呈波动上升趋势,经历了极弱可持续发展阶段、弱可持续发展阶段和中等可持续发展阶段。但综合来看,区域可持续发展的水平还较低,区域生态经济的发展是建立在消耗自然资源基础之上。

广西西江流域经济-社会-生态系统协调发展研究

对广西西江流域经济、社会、生态系统综合发展能力及协调发展水平进行了探讨。结合广西西江流域经济、社会、生态系统三者之间的内在关系,构建出了能够反映复合系统及子系统的时空变化特征、相互作用的评价指标体系,并选取了2006～2016年的统计数据,对广西西江流域经济、社会、生态系统的发展指数、协调水平、协调状态和时序变化情况进行了研究。研究结果表明:①2006～2016年,广西西江流域综合发展指数呈波动上升的趋势,经济发展指数呈"三级阶梯"发展的格局,社会发展两极分化严重,生态发展指数时空差异大;②广西西江流域经济-社会-生态系统耦合协调度提升明显,以中低度协调为主;③经济-社会系统耦合协调度较经济-生态系统、社会-生态系统要稳定,经济-生态系统、社会-生态系统耦合协调水平偏低。研究结果可为广西西江流域生态文明建设的开展提供理论参考。

社会-经济-自然复合生态系统有效物质(能量、货币)平衡模型的建立及其应用

根据质量守恒定律和有效物质 (能量、货币 )在系统内外部转化关系建立了社会 -经济 -自然复合生态系统有效物质(能量、货币 )平衡模型 ,定义了模型特征参数。将模型应用于 3个不同的研究领域 ,获得了相应研究领域的平衡模型 ,结果表明所建立的平衡模型具有通用性 ,它对于研究复合生态系统有效物质、能量和货币平衡具有重要的理论和实践意义。

我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度研究

判断我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展态势对促进我国海洋经济高质量发展具有重要的战略决策参考价值。文章运用耦合协调度模型测度2006—2019年我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调度水平,并采用障碍度模型分析其主要障碍因子。研究发现:我国海洋经济子系统和社会子系统综合发展指数均呈显著上升趋势,生态子系统综合发展指数最高但未表现出显著增长态势;2006—2019年我国沿海地区整体耦合协调度水平呈上升趋势,耦合协调等级由勉强协调上升为中度协调,三大海洋经济圈耦合协调度水平由高到低依次为东部海洋经济圈、北部海洋经济圈和南部海洋经济圈;海洋劳动生产率、居民人均消费支出、海洋专业专科及以上在校学生数和治理废水项目完成投资额等是制约我国海洋经济-社会-生态系统耦合协调发展的主要障碍因子。

关中-天水经济区生态系统固碳服务空间流动及格局优化

【目的】量化区域生态系统固碳服务(以下简称"固碳服务")的供需平衡状况,模拟固碳服务的空间流动,揭示区域固碳服务功能转变的空间规律,并据此给出区域固碳空间布局优化策略,为引导区域的低碳发展提供直观的科学参考。【方法】通过多源数据融合模型模拟人口空间密度,进而估算关中-天水经济区生态系统固碳服务需求量;使用CASA模型计算研究区生物碳库的固碳服务供给量,在此基础上结合遥感碳循环过程模型估算土壤碳库的固碳服务供给量;使用流动比率量化区域固碳服务的供需平衡状况,以空间可视化的方式梳理固碳服务从供给区到受益区的流动过程;基于贝叶斯原理计算环境变量对固碳服务供给的状态条件概率,将其可视化表达为条件概率像素图,通过熵减模型筛选关键变量,利用关键因子最优状态子集分布探讨固碳格局的不确定性,并给出固碳空间布局优化策略。【结果】(1)研究区固碳服务总体上供大于求,供需平衡空间差异明显,需求的高值区主要分布在关中平原的人口高度聚集区,供给的高值区则主要沿秦岭山脉和北山山系分布。(2)根据流动比率分布,研究区大致可分为三大碳源集聚中心:以天水市区为中心的碳源集聚中心(Ri>0.04),以彬县为中心的碳源集聚中心(Ri>0.04),以及以最高值西安市为中心的多级碳源集聚中心(Ri>0.20)。其空间流动则可分为四组供需对应区域:秦岭中段、东段及北山的永寿县等流向以西安市为中心的关中城市群,秦岭西段流向天水市,麟游县、旬邑县等流向彬县,铜川市、澄城县、华县等流向蒲城县。(3)根据条件概率和熵减度计算,研究区可取{DEM=3,PET=1}作为生物碳库的关键变量最优状态子集,该子集主要分布在宝鸡市南部秦岭山脉和天水市西南角,该区域中生物固碳状态为最优的概率可以达到54.36%;取{NPP=3,DEM=3}作为土壤碳库的关键变量最优状态子集,该子集主要分布在秦岭山脉沿线、天水市西南角和咸阳市东北角,这些区域中土壤固碳状态为最优的概率高达92.84%。与现有固碳格局对比得出,生物碳库的适宜优化区主要分布在天水市武山县和秦州区,土壤碳库的适宜优化区主要分布在秦岭中段各区县。【结论】研究区固碳服务总体上需求小于供给,区域内存在较明显的固碳服务空间流动,未来的固碳格局优化中以天水和秦岭中段作为固碳功能优化的主要区域,能够得到良好固碳格局优化成效的概率较大。

基于SolVES模型的关中-天水经济区生态系统文化服务评估

随着人类对于生态系统服务的需求持续增加,生态系统服务的评估逐渐成为研究热点。其中文化服务因其自身的无形性常在研究中被忽视且难以衡量。选取关中-天水经济区为研究区域,应用Sol VES模型并生成5种价值指数地图和价值总和地图来评估该区域生态系统的文化服务。结果表明:审美价值在秦岭山脉和城市公园等区域较高;娱乐价值在娱乐机会较多、交通便利的城市和秦岭北麓区域更高;文化与历史价值集中在历史文化底蕴深厚的城市地区;精神价值在与城市距离较近、有山川分布的森林公园更高。Sol VES模型在大范围区域的应用取得了较好的效果同时为政府进行生态建设和规划提供了科学依据。

基于县域尺度珠江-西江经济带广西段土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究

土地利用方式改变着区域生态系统服务供给的潜在能力,进而对区域生态环境和经济可持续发展产生重要影响。以我国珠江-西江经济带广西段为例,测算1990年、2005年和2018年3期土地利用变化(LUC)和生态系统服务价值(ESV),进而利用ESV损益流向表和双变量空间自相关模型探讨LUC影响下ESV的时空特征。结果表明:(1)28年间研究区ESV总值变化不大,近年来ESV相比2005年有所降低,建设用地面积增幅最大,耕地和林地面积先减少后增多,以林地与耕地相互转移为主;(2)林地是研究区最重要的生态用地,维持生物多样性、水文调节、保持土壤、气体调节和气候调节构成研究区ESV的主体;生态系统服务价值强度(ESVI)高值区主要分布在桂西北、桂东和桂北,低值区分布在地势较为平坦的桂中丘陵平原区;各区县ESVI呈显著空间正自相关性(P<0.05),空间集聚程度较高,高-高聚集、低-低聚集分别与生态系统服务价值强度高值、低值区域高度重合;(3)研究期间林地与耕地之间的相互转移是ESV增减的主要原因;3个时期土地利用程度与ESVI的双变量空间自相关图具有相似的空间特征,呈现出显著空间负自相关模式(P<0.05)。

人水和谐视角下黄河流域经济-文化-生态系统和谐发展水平评价

为推动黄河流域生态保护和高质量发展,基于2001—2019年黄河流域经济、文化、生态3个子系统的数据,引入人水和谐理论,评价了黄河流域经济-文化-生态系统的和谐发展水平,结合空间自相关分析了其时空演化特征,并利用障碍度模型识别出了主要障碍因子。结果表明:黄河流域经济-文化-生态系统的和谐发展水平由“较不和谐”向“接近不和谐”过渡,并有持续向好的趋势;黄河流域各地市的和谐发展水平逐渐趋于均衡化;空间上共有23个地市出现集聚现象,主要呈现出“高-高”和“低-低”集聚的现象,“高-低”和“低-高”集聚现象并不明显;阻碍黄河流域经济-文化-生态系统和谐发展的主要指标为实际利用外资额、旅游外汇收入、人均绿地面积、A级景区数量、工业废水排放量、产水模数,且各指标的障碍度均呈现增强趋势。

基于能值分析的崇明岛“社会-经济-自然”复合生态系统可持续性评估

运用能值分析的理论和方法，以中国第三大岛崇明岛为研究对象，定量分析和评价了1980～2003年岛内“社会-经济-自然”复合生态系统的能值自给率、人均能值用量、能值密度、环境负荷率、人口承载量以及基于能值分析的可持续发展指数等多项指标的变化趋势，并将2003年的数据进行了国内外对比。针对崇明建设生态岛的目标，分析了崇明岛的优势和不足，为其可持续发展提出了对应的建议和措施。研究表明：虽然良好的生态环境提升了人民的生活质量，但由于缺乏经济和科技竞争力，崇明岛的发展水平处于全国平均水平，与所处的长三角地区整体发展水平相差较大。但岛屿系统现状良好，运行稳定、健康、有活力，可持续性高。未来崇明岛的发展应当合理权衡和协调绎济发展和环境保护的关系，维持系统的可持续性。

关中-天水经济区农田生态系统服务功能正效益时空差异研究

采用定量方法对关中-天水经济区农田主要农作物小麦、玉米、蔬菜生态系统服务功能进行研究,并对关中-天水经济区农田生态系统服务功能正效益的经济价值进行评价。结果表明,2001～2009年关中-天水经济区农田生态系统服务功能总价值呈上升趋势,2009年达到最大值6 156 196万元。在小麦、玉米和蔬菜3种农田作物中,小麦在各服务功能价值中占的比重最大,并呈下降趋势,而玉米和蔬菜各项服务功能价值都呈上升态势。在各服务功能价值中,每年固碳价值最高,占关中-天水经济区农田生态系统服务功能的58%～67%,土壤保持价值最低。该研究为后期调节农田结构提供了依据,能促进关中-天水经济区农业发展。

自然资源−社会经济−生态系统耦合视角下的生态保护修复转型思考

自然资源、社会经济和生态系统相互作用、相互影响,构成了动态演变的耦合系统。本文明晰了自然资源−社会经济−生态系统耦合视角下生态保护修复的认知内涵,梳理了人地关系、社会−生态系统发展框架等耦合方法理论,分析了当前国土空间生态保护修复工作中存在的不足,主要体现在要素关联的系统性不足、空间尺度统筹的联动性不足、与社会可持续发展目标的协同性不足等。针对这些不足,提出了耦合视角下生态保护修复转型的路径和策略,包括强化系统目标进行模式与格局优化、跨层级联动统筹、高质量协同匹配等,以期为新时期生态保护修复与生态文明建设提供科学依据。

新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性的时空演变与影响机理

文章以新疆88个县域单元为例,基于PSR-TSEE评估框架,探讨2000年、2010年、2018年新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性的时空演变特征与影响机理。结果表明:时间变化上,新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性整体呈现连续下降态势,各子系统脆弱性变化呈现波动特征,其中经济子系统脆弱性最高,生态子系统脆弱性最低,社会子系统脆弱性呈不断下降态势。空间变化上,新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性的空间分布呈现“西南高-北部低”特征,其中生态子系统脆弱性呈现“东南低-西北高”特征,经济子系统脆弱性演变格局逐步由全域分布向“南高北低”变化;各子系统脆弱性耦合度较高,各县市协调度差异较大;各县市系统脆弱性具有空间自相关性,相关度略有提升。阻碍新疆县域旅游社会-经济-生态系统脆弱性下降的主要因素为人口密度、单位耕地化肥使用量、城镇化率等,处于不同脆弱性分区的县市,其主要障碍因子及影响程度略有差异。社会经济生态基础条件、旅游业和农业发展是影响新疆县域社会-经济-生态系统脆弱性的主要因素。

湿地稻-鸭复合生态系统综合效益研究

2000年3月至2001年10月在湖南长沙进行了湿地稻-鸭复合生态系统综合效益的小区试验。结果表明,实行稻-鸭生态种养显著降低稻田甲烷排放量,与常规稻田相比,甲烷排放总量在早稻田与晚稻田分别降低44.2%和40.7%。各处理晚稻田甲烷排放总量高于早稻田甲烷排放总量。养鸭稻田与常规稻田相比,土壤肥力都有所增加,土壤容重降低,>0.25mm团聚体增加2.65～3.12百分点,土壤结构系数增加2.56～6.63百分点。同时,稻田土壤氧化还原状况也得到明显改善。湿地稻-鸭复合生态系统直接的经济效益也远高于常规稻田。

稻-菌-鱼复合生态系统水稻产量性状及经济效益分析

为了明确稻-菌-鱼复合生态系统对水稻产量和经济效益的影响程度,采用畦作和平作两种水稻栽培方式,测定并分析了两种栽培方式下土壤温度和土壤中速效养分含量及其关联性,同时对复合生态系统下综合经济效益进行了分析。结果表明:复合生态系统下垄畦式立体栽培有效提高了土壤的吸热性和导热率,使土层温度有明显的提高,充分改善了稻田生态环境;土壤速效养分的感温效应表现为土层温度每提升1℃,土壤碱解氮含量增加4.0mg·kg-1,土壤速效磷增加0.3mg·kg-1,速效钾增加1.3mg·kg-1,土壤温度与速效养分含量之间呈线性关系,相关系数达到显著水平;垄畦作26、20和10cm分别比平作30cm×26cm、30cm×20cm及30cm×10cm增产28.13%、68.49%和67.40%,且垄畦式立体开发投入产出比比平作多13.47。